Donnerstag, 25. Juli 2013

Studie zeigt: Kältere Sterne haben wärmere Felsplaneten


Künstlerische Darstellung erdartiger Planeten um einen Roten Zwerg (Illu.).
| Copyright: NASA/JPL-Caltech


Washington (USA) - Eine aktuelle Studie belegt, dass Planeten, die kältere Sterne umkreisen wärmer und damit potentiell lebensfreundlicher sind als ihre Gegenstücke auf Umlaufbahnen um wärmere Sterne. Der Grund für diese "kosmische Ironie" liegt im Zwischenspiel des Sternenlichts mit Eis und Schnee auf der Oberfläche ihrer inneren Felsplaneten.

Wie das Team um Aomawa Shields von der University of Washington aktuell im Fachjournal "Astrobiology" (DOI: 10.1089/ast.2012.0961) berichtet, erscheine es zwar zunächst logisch, dass die Temperaturen auf erdartigen Planeten von der Menge an Licht abhängig ist, das sie von ihrem Stern erhalten. Das von Shields entwickelte neue Klimamodell offenbart hier jedoch eine überraschende Wende in dieser Logik: "Planeten die kühlere Sterne umkreisen könnten sehr viel wärmer und dadurch weniger eisig sein als ihre Gegenstücke um deutlich wärmer Sterne - selbst wenn beide die gleiche Menge an Licht erhalten."

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Der Grund hierfür liegt jedoch in dem Umstand, dass unterschiedliche Sternentypen auch unterschiedliches Licht ausstrahlen: "Heißere Sterne geben hochenergetisches sichtbares und ultraviolettes Licht ab. Kühlere Sterne weniger energiereiches im infraroten und nahen Infrarotbereich." Eis und Schnee absorbieren jedoch sehr viel mehr langwelligeres Licht, also Licht im nahen bis Infrarotbereich, wie es hauptsächlich von kühleren Sternen abgestrahlt wird. Dieser Effekt widerspricht dem, was wir auf der Erde beobachten können, wo Eis und Schnee das energiereiche Licht unserer Sonne nicht absorbieren (also sozusagen aufnehmen) sondern stark reflektieren.

Um Umfeld kühlerer Sterne, etwa um Rote Zwergsterne der Spektralklasse "M" (sog. "M"- bzw. Rote Zwerge) wird ein Planet also umso wärmer, je mehr Licht Eis und Schnee auf seiner Oberfläche absorbieren. Atmosphärische Treibhausgase absorbieren das Licht im nahen Infrarotspektrum ebenfalls und tragen somit noch zur Erwärmung derartiger Planeten bei.

Wenn also erdartige Planeten einen kühleren Stern umkreisen, laufen sie weniger Gefahr als gleichartige Planeten um einen heißen Stern, in den Zustand eines "Schneeballs" zu verfallen und von den Polen bis zum Äquator nahezu vollständig zu vereisen.

Im Umfeld wärmerer Sterne wie beispielsweise Sterne der Spektralklassen "G" und "F" (wie unsere Sonne oder der Polarstern) wird das sichtbare und ultraviolette Licht des Sterns von planetarem Eis und Schnee in einem Prozess der als "Ice-Albedo-Feedback" (Eis-Albedo-Rückkopplung) bezeichnet wird, wieder ins All reflektiert: Je mehr Licht also vom Eis reflektiert wird, desto kälter wird der Planet. Dieser Rückkopplungseffekt könne so stark ausfallen, dass er selbst Planeten um heiße Sterne bis hin zum beschriebenen Schneeball-Zustand abkühlen kann.

Bei der Suche nach möglichem Leben auf fernen Planeten, so die Forscher, sollte man sich also zunächst auf jene Himmelsköper konzentrieren, die weniger anfällig dafür sind, zu einem solchen kosmischen Schneeball zu werden - also auf Planeten, die keine allzu heißen Sterne umkreisen.

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Allerdings, so geben die Wissenschaftler zu bedenken, sei dieser Zustand nicht zwangsläufig negativ für Leben auf einem solchen Planeten: "Die Erde selbst, so glauben viele Forscher, hat in ihren 4,6 Milliarden Jahren schon mehrmals solche Zustände durchlebt", so Shields. "Die letzte Gesamtvereisung der Erde wird von vielen Forschern sogar mit einer regelrechten biologischen Explosion des mehrzelligen Lebens auf der Erde in Verbindung gebracht. Hätte damals also jemand die Erde aus der Ferne betrachtet, so wäre sie ihm wahrscheinlich zunächst als lebloser Schnee- und Eisball vorgekommen. Das Gegenteil war jedoch de Fall."

"Auch wenn wir also zunächst nicht nach planetaren Schneebällen Ausschau halten sollten, so sollten wir diese bei der Suche nach außerirdischem Leben zugleich auch nicht gänzlich abschreiben. Auch hier könnte es Leben geben - auch wenn dieses wesentlich schwerer zu finden wäre."

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Quelle: washington.edu
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